OPITEC Bausatz Stufenkugelbahn
Drehbewegung in eine stufenweise Aufwärtsbewegung umwandeln
Stahlkugel per Handkurbel transportieren und zurückrollen lassen
Mechanische Bewegungsübertragung selbst konstruieren
Sägen, Bohren, Leimen und präzises Montieren üben
Wie gelangt eine Kugel Stufe für Stufe nach oben – ganz ohne sie anzuheben? Bei dieser mechanischen Kugelbahn übe...
Mehr Produktinformationen
13,99 €
Lieferzeit 1-3 Werktage
124373
OPITEC Bausatz Stufenkugelbahn
Stufenkugelbahn aus Holz bauen – Mechanik und Bewegungsübertragung verstehen
Wie gelangt eine Kugel Stufe für Stufe nach oben – ganz ohne sie anzuheben? Bei dieser mechanischen Kugelbahn übernimmt eine selbst gebaute Konstruktion diese Aufgabe. Mit jeder Drehung der Handkurbel wird die Stahlkugel schrittweise nach oben transportiert, bevor sie über eine schräge Holzrampe zurück zum Ausgangspunkt rollt.
Beim Bauen lernen Jugendliche, wie eine Drehbewegung in eine auf- und ablaufende Bewegung übertragen wird. Die besondere Mechanik entsteht durch unterschiedlich angeordnete Holzräder auf einer gemeinsamen Welle. Dreht sich die Welle, bewegen sich die Stufenelemente nacheinander nach oben und unten und transportieren die Kugel weiter.
Die Bauteile werden aus Sperrholzplatten, Holzleisten und einem Rundstab nach Schablonen und Schneideplänen gefertigt. Unterschiedliche Bohrdurchmesser, präzise Sägeschnitte und das sorgfältige Ausrichten der Bauteile erfordern genaues Arbeiten. Für die Wellenkonstruktion werden große und kleine Holzräder kombiniert, gebohrt und miteinander verleimt.
Besondere Aufmerksamkeit verdient die Montage der Welle: Die Holzräder müssen korrekt ausgerichtet sein, damit die später eingesetzten Stufenelemente in der richtigen Reihenfolge arbeiten. Auch die Lagerbohrungen im Gehäuse müssen genau positioniert werden, damit sich die Welle leicht drehen lässt.
Eine zugesägte Acrylglasplatte wird als seitliches Konstruktionselement mit Schrauben und Unterlegscheiben befestigt. Die einzelnen Holzstufen werden anschließend in der richtigen Längenfolge eingesetzt. Damit entsteht eine mechanische Kugelbahn, deren Bewegungsabläufe unmittelbar beobachtet und untersucht werden können.
Nach der Montage wird die enthaltene Stahlkugel eingesetzt. Beim Drehen der Handkurbel lässt sich kontrollieren, ob die Kugel zuverlässig von Stufe zu Stufe weitergegeben wird und über die Rücklaufbahn wieder an ihren Ausgangspunkt gelangt.
Eine gedruckte Bauanleitung liegt jedem bestellten Bausatz bei. Zusätzlich steht die kostenlose PDF-Bauanleitung mit Originalschablonen und Schneideplänen im Reiter „Downloads & Anleitungen“ zur Verfügung.
Lieferumfang
Inhalt: Material für 1 Stufenkugelbahn
1 Sperrholzplatte, 400 x 300 x 8 mm – Gehäuse, Kurbel und weitere Konstruktionsteile
6 Holzleisten, je 250 x 20 x 20 mm – Stufenelemente und Gehäuseteile
2 Holzleisten, je 250 x 20 x 5 mm – Führungs- und Konstruktionsteile
1 Holzrundstab, Ø 8 x 500 mm – Welle und Verbindungselemente
10 Holzräder, je Ø 40 x 10 mm – mechanische Bewegungsübertragung
11 Holzräder, je Ø 20 x 10 mm – mechanische Bewegungsübertragung und Kurbel
1 Acrylglasplatte, 300 x 210 x 2 mm – seitliches Konstruktionselement
1 Stahlkugel, Ø 10 mm – Laufkugel
3 Schrauben, Ø 2,9 x 9,5 mm – Befestigung des Acrylglases
3 Unterlegscheiben, Ø 7 mm, innen Ø 3,2 mm – Schraubverbindungen
1 gedruckte Bauanleitung
Zusätzlich benötigtes Werkzeug
Feinsäge, Laubsäge, Spiralbohrer (Ø 1, 3, 8 und 8,5 mm), Forstnerbohrer (Ø 15 mm), Vorstecher, Schraubendreher, Lineal, Bleistift, Schere, Schleifpapier, Holzleim und Klebeband.
Für das sichere Bohren und Sägen werden geeignete Spannvorrichtungen benötigt.
Vorbereitungshinweis: Die Bauanleitung enthält mehrere Originalschablonen und Schneidepläne im Maßstab 1:1 beziehungsweise 1:2. Beim Ausdrucken auf die angegebenen Maßstäbe achten.
Die wichtigsten Vorteile
Bewegungsübertragung verstehen: Die selbst gebaute Mechanik macht sichtbar, wie eine Drehbewegung in eine stufenweise Aufwärtsbewegung umgesetzt wird.
Präzises Arbeiten trainieren: Sägen, Bohren, Schleifen und Leimen erfordern sorgfältiges Messen, passgenaues Herstellen und genaues Ausrichten.
Mechanische Zusammenhänge untersuchen: Die unterschiedlich angeordneten Holzräder zeigen, wie die Reihenfolge und Position von Bauteilen die Funktion beeinflussen.
Fehlersuche praktisch erleben: Beim Testen erkennen die Lernenden, warum eine leichtgängige Welle, sauber gearbeitete Lagerungen und korrekt eingesetzte Stufen wichtig sind.
Fächerübergreifend einsetzbar: Im Physikunterricht lassen sich Drehbewegung, Kraftübertragung und Bewegungsabläufe untersuchen. Im Mathematikunterricht bieten Maße, Bohrpositionen und die Anordnung der Bauteile zusätzliche Lernanlässe.
Für Schule und Unterricht
Klassenstufe: ab Klasse 7
Alter: ab 12 Jahren
Arbeitszeit: 10–12 Unterrichtsstunden
Lernbereich: Werken und Technik – Mechanik, Holzbearbeitung und Bewegungsübertragung
Kompetenzbereiche:
Handwerkliche Grundtechniken
Mechanik & Bewegungsübertragung
Technisches Verständnis
Unterrichtstipp: Wie kommt die Kugel nach oben?
Vor dem Bau untersuchen die Lernenden, wie sich Bewegungen mechanisch übertragen lassen. Eine einfache Skizze der Konstruktion hilft dabei, Welle, Holzräder, Stufen und Handkurbel zuzuordnen.
Beobachtungsauftrag: Nach der Fertigstellung drehen die Lernenden die Kurbel langsam und verfolgen den Weg der Stahlkugel. Welche Stufe bewegt sich zuerst? Warum müssen die Holzräder unterschiedlich ausgerichtet werden? Welche Folgen hat eine falsch eingesetzte Stufe?
Differenzierung: Lernende mit weniger Erfahrung erhalten Unterstützung beim Bohren der Holzräder und beim Ausrichten der Welle. Fortgeschrittene untersuchen mögliche Funktionsstörungen und entwickeln Lösungsvorschläge.
Vorbereitungstipp: Die Herstellung lässt sich in Stationen zum Sägen, Bohren, Schleifen und Montieren aufteilen. Besonders die Bohrungen der Wellenlagerung und die korrekte Anordnung der Holzräder sollten sorgfältig kontrolliert werden, bevor das Gehäuse vollständig verleimt wird.
Passende Projektideen: Die OPITEC Unterrichtsmaterialien zur Zahnradwerkstatt und zur Bewegungsübertragung eignen sich als ergänzender Einstieg in mechanische Antriebe. Für vertiefende Werkzeugkenntnisse kann der kostenlose Bohrerführerschein eingesetzt werden, insbesondere zur Vorbereitung der präzisen Bohrarbeiten.
Datenblatt
| Alter: | 12+ |
|---|---|
| Arbeitstechnik: | Ablängen, Anreißen, Bohren, Leimen, Messen/Abmessen, Montieren, Schleifen, Sägen, Verschrauben, vorstechen |
| Arbeitszeit: | 10-12 |
| Erforderliche Arbeiten mit: | Bleistift, Bohrer, Feile, Kleber, Lineal/Winkel, Schraubendreher, Säge |
| Klassenstufe Deutschland: | 7. Klasse |
| Kompetenzbereich: | Handwerkliche Grundtechniken, Mechanik & Bewegungsübertragung, Technisches Verständnis |
| Lernbereich: | Werken und Technik |
| Marke: | OPITEC |
| Material: | Holz |
| Maße: | ca. 310 x 100 x 240 mm |
| Modellart: | Kugelbahn |
| Packungsgröße: | 1 Stk |
| Produktart: | Materialmix-Bausatz |
| Produkteigenschaft: | beweglich, funktional |
| GTIN/EAN: | 4015367124371 |
